聚甘油酯的实际应用

聚甘油酯的实际应用

来源：环保清洗网 发表者：cleanstar 发表时间：2009-07-11

关键字：聚甘油酯的实际应用

聚甘油酯是一类乳化性能优于单甘酯的乳化剂。HLB值的控制范围从1～18不等，即可油包水，也可水包油，以满足市场不同用途的需求，是少数能溶于乙醇等有机溶剂的食品乳化剂。其用途优于单甘酯，如起泡、消泡、调节油脂结晶、淀粉品质改良、食品储存保鲜等等，在面团中有与硬脂酰乳酸钠有相似的作用。在液态奶制品中作为乳化剂有很好的作用，性能优异。还尚有许多有待于开发的新用途，应用是很广泛的，可以北认为是一种令人瞩目的好产品，其性能有取代蔗糖酯的可能，现国内的产量在1500吨/年，其使用量在国内正处在上升的趋势中，预计年增长率在10％左右。在国际上这类产品的开发是非常深入的，如日本的公司有：太阳化学、阪本药业、三菱食化、花王公司、理研维生素公司等都在积极开发和生产这类产品，品种很多。

    本公司技术先进，可开发各种聚甘油脂肪酸酯产品，满足市场要求。

 

1.聚甘油酯的应用

    主要应用领域：食品、化妆品等；在日化、医药、洗涤剂、黏合剂等众多领域内也有广泛的应用范围。

1）食品

    食品添加剂中的乳化剂，共有四大系列品种，即脂肪酸单甘酯、失水山梨醇酯、丙二醇酯和脂肪酸蔗糖酯。聚甘油脂肪酸酯是比脂肪酸单甘酯性能更为优良的非离子表面活性剂。在聚甘油酯中含更多的亲水性羟基，通过适当选择聚甘油的聚合度、脂肪酸的种类及酯化度，可以制取从亲油性到亲水性的各种聚甘油酯产品。食品级聚甘油酯的HLB值范围大约为2~16，并可任意调整。

    从单一品种上看，市场售价低廉，利用使用的单甘油酯在乳化剂市场具有绝对优势，广泛应用在面包、糕点和冰淇淋等生产中，作为乳化功能的添加剂使用：在豆腐生产过程中被用作消泡剂。

    但是目前，单甘油酯正面临市场发展的严峻局面：面包业界正在发展不使用乳化剂的全新产品，出现不用添加物的新倾向；而豆腐生产随着生产设备的改进和发展，也部分减少了对消泡剂的需要。从而使单甘油酯处于寻求新用途和开拓新市场的不利情况下，目前国外市场对单甘油酯的需求量停滞在20000吨左右，发展缓慢。

    从另一方面看，在脂肪酸甘油酯类的乳化剂中，新用途开发进展顺利的聚甘油酯类已经开发出许多种类，目前业已开发成功的有HLB值从1～18之间进行改变的各种典型的O/W型和W/O型乳化剂均能生产供应市场需求。此外，还可用于其他多种用途，诸如起泡剂、清泡材料、油脂结晶调整剂、淀粉制品改质剂和食品贮存性改良剂等各种用途都可应用。而且尚有许多未及涉足有待研究开发新用途，有待研发。因此被认为使一种其今后发展动向令人瞩目的新材料。目前，聚甘油酯日本市场需求量约1.2万吨左右。

    聚甘油酯应用范围和功能效果突出，在国外市场已经得到广泛应用。在食品生产中可用于加工油脂和掼奶油的生产；聚甘油酯兼备促进和抑制液态油结晶化的优良平衡的特性，不仅能抑制油品的白浊、沉淀和固化，而且还能使油品充分保持透明性和流动性；具有抑制油脂迁移作用，防止形成粗大结晶，使油脂中保持均匀一致的结晶状态，广泛应用于各种糕点制作；聚甘油酯用于乳制品、高温高压杀菌的各种软包装食品、各种佐料汁和调味料等食品，可以达到使用单甘酯达不到的稳定性和食感；用它加工的饮料实现透明化，可增强果汁饮料和调味水（被称为尼阿水）的风味；此外，因其具有热稳定性和提高风味的优异特性，故被推广利用在焙烤食品、高温灭菌软包装食品中；可以通过将脂溶性维生素和其他功能性成分的高度乳化混合，制成热稳定性好，且在肠道吸收优良的溶液，已被用来对功能性饮料的研究开发中。

    聚甘油酯具有使液状油固化的优良性能，可使之形成柔滑的固态产品，通过对添加量的控制，还可以调节其固化的程度；应用在巧克力制品中可提高其耐热性；用在面包和炸面圈类产品中能产生改良口感的效果。

    聚甘油酯一般为固体、半固体或稠油状液体。它在而耐热性、粘度等方面较多元醇脂肪酸酯高，耐水解好，具有很强的乳化性能；不仅可配制油包水型（W/O）（HLB≤6），也可配制成水包油型（O/W）（HLB≥7）及W/O/W或O/W/O型乳化剂，具特殊的稳定性，其热稳定性和降粘性很强，聚甘油酯的HLB值广泛，能降低水的表面强力，形成胶束，具有去污、乳化、分散、洗涤、湿润、渗透、扩散、起泡、抗氧、粘度调节、杀菌、防止老化、抗静电、防止晶析等多种功能，本身安全、无毒、对人体无害。它自乳化性能好，能单独使用也能和其它乳化剂复配使用，用于制作面色、点心、人造奶油、冰淇淋等食品，作为人造乳制品的乳化稳定剂、食品保鲜剂和减肥添加剂等。聚甘酯是食品添加剂的主要品种，它和单甘酯占世界食品乳化剂中比重的60~70%。

    聚甘油酯应用非常广泛，早在六十年代，美国十几家公司就开始生产，2000年用量已达1800吨。此后日本发表了许多专利，并批准用于食品乳化剂，年用量8000吨，年需求增长率10%，仅日本ST古里斯塔一地便有二十几个聚甘油生产厂。目前FAO/WHO食品添加剂专家委员会确认的三十几种食品添加剂中便包含聚甘油酯。在日本，80%的聚甘油酯用于食品添加剂。作为人造奶油中的乳化稳定剂和晶体改良剂，它还能改善奶油的涂抹性、流动性和可塑性；用于冰淇淋，无论在外观光滑性、干湿度、口感细腻光滑、膨胀性、耐热性和保形性等方面均优于单甘酯；用于面包等烘烤食品，能使体积膨大1/4，内部网状结构细密均匀、口感弹性增加、柔软度好；用于制作蛋糕气孔均匀，可改善口味和增加咀嚼口感；在饮料、糖果中它的乳化、分散性均优于其它乳化剂；用于巧克力，能起到降粘及屈服点的作用，使制品更易加工；此外，聚甘油酯可作为鱼、肉制品的加工改良剂，水果、蔬菜表面处理剂和蔗糖的消泡剂等。

2）化妆品

    在化妆品配方中使用植物提取物已经是相当普遍了。近年来，在欧美、日本等许多国家，还牵涉道动物以及环境保护等问题，化妆品原料越发趋向于天然化。在化妆品原料中，特别受到青睐的是多功能性且经科学鉴定证明有效的高浓度活性成分的植物抽提物。除此以外，消费者对配方中的其它成分也极为关心。最典型的例子就是，由于近年疯牛病问题，来源于动物脂肪（如牛脂等）的高级脂肪酸酯、高级醇以及表面活性剂的亲油基的原料的使用量一定程度上受到了影响。另外，有些表面活性剂对皮肤的刺激性较大，特别是对敏感性皮肤的刺激性更严重。为此，温和的表面活性剂产品的开发和利用更加显得重要。因此可以预料来源于植物等的天然化妆品原料在化妆品中的应用将会越来越广泛。其原料开发的要点可总结如下：植物性来源；安全性高；化学稳定性好；多功能性；用量少；效果好；生物降解性能好；颜色、气味好。

    聚甘油酯正是满足上述各项要求的原料之一。聚甘油酯是由甘油的多聚物与脂肪酸经酯化而成。调节甘油的聚合度、酯化度或脂肪酸的种类，可获得具有不同特性的天然化妆品原料。也就是说，通过调节聚甘油酯的HLB值（通常可为2～18），以满足生产各种化妆品的要求。如可被用作表面活性剂、保湿剂、滋润剂等。作为表面活性剂，它可用于O/W或W/O的乳液，无机粉体的分散剂，香料增溶剂等。在化妆品中，聚氧乙烯系列表面活性剂是被广泛使用的乳化剂之一。然而，由于它具备良好的表面活性而引起的对敏感性皮肤的刺激性，以及对光、空气的不稳定性等问题，其今后的使用量会有一定程度的减少。与此相比较，聚甘油酯对皮肤的刺激性则非常小，化学稳定性也好。

    最近，根据“三相乳化理论或胶体网络理论”，将聚甘油酯、高级脂肪醇和离子型的两亲物质复配成特殊的乳化剂，能在体系中形成层状液晶型的胶体状网络结构而使得乳液具有极好的稳定性，同时也具有非常好的保湿性能。其特征可归纳为：乳化时不受油性成分的极性的影响，能简单的乳化各种油类组分；乳液能在很宽的温度范围内保持稳定；涂敷后在皮肤表面形成疏水性薄膜，使O/W乳液也具有耐水性能；同时还能减少乳液中防腐剂的用量。

    众所周知，由于乳液中的亲水性表面活性剂，乳聚氧乙烯系列表面活性剂，遇水会溶解而发生再乳化作用，所以使用亲水性表面活性剂来制备具有耐水性的O/W的乳液是很困难的。但用聚甘油酯复配的上述乳化剂能在皮肤表面形成含有胶体网络结构的疏水性薄膜，却具有特殊的耐水性能。此外，它也能起到滋润皮肤的作用。将此耐水性的特长应用于防晒霜时，与含聚氧乙烯系列表面活性剂的防晒剂相比，可获得较高的SPF值；将聚甘油酯作为微粒二氧化钛的分散剂应用于防晒化妆品时可很好的防止粉体的聚集。与含有聚氧乙烯系列的表面活性剂的乳液相比，含有聚甘油酯的乳化剂具有更持久的保湿效果，主要时因为一定量的水分被裹在胶体网络结构的层状液晶体中而成为结合水，水蒸发的速度受到了控制。

    在日化行业中，洗发、护肤等化妆品产品在不断更新，用聚甘油酯制成的发乳、护肤霜、香精、浴液、洗发香波等，对人体皮肤和毛发刺激性小、安全性高。

    聚甘油和脂肪酸反应能生成酯，选用不同脂肪酸得到的酯对表面张力和界面张力的影响是各不相同的。由于聚甘油链长、酯化度和脂肪酸品种都能独立地变化，所以可制得大量性能各异的酯化新产品，其范围有从液体状的到高熔点固体状，或从水溶性到油溶性。

聚甘油酯在化妆品中能用作乳化剂、分散剂，可代替增溶剂和珠光剂，并有稳定、调理和控制粘度的作用。它们的HLB值在2～18范围。聚甘油与蓖麻油、棉子油的脂肪酸和月桂酸及豆蔻酸作用生成的酯都可用作乳化剂。还有聚甘油甲基葡萄糖双硬脂酸酯也可用作乳化剂。聚甘油异硬脂酸酯、单和双羟基硬脂酸及油酸酯都是良好的W/O乳化剂。聚甘油甲基异丁烯酸酯在抗粉刺和头发定型产品中常被用作凝胶剂，它亦被用于W/O多相乳液中作稳定剂。聚甘油癸二酸酯在凝胶前呈糖浆状或蜡状，其后变橡胶状。它溶于乙醇、酯类和酮类，能与硝基纤维和尿素相容。

    三聚甘油与蜂蜡的酯交换产物可用于保湿防晒霜，而它的双异硬脂酸酯可用于普通W/O乳液，也有用于眼影和胭脂产品，可替代唇膏配方中蓖麻油，更有将它用于生产防晒条。三聚甘油双异硬脂酸酯还是有机和无机色素的十分有效的分散剂，对分散DC21号红比用蓖麻油好，对无机棕土和群青兰亦有较好分散性。三聚甘油双异硬脂酸酯用于W/O型维生素E霜，能赋予其良好涂展性和润滑性。

    聚甘油双油酸酯提倡用于婴儿霜、抗水防晒霜和干性皮肤用的护肤品。三聚甘油单月桂酸酯用在护手霜中作辅助乳化剂效果也十分好。四聚甘油单月桂酸酯可用于乳化剂，在护肤乳露中已有用量为2%的四聚甘油油酸酯。它的亚油酸酯是水溶性的表面活性剂，与三聚甘油油酸酯复配可使后者有溶于水，可提高制品使用时的舒适感。

    五聚甘油单双硬脂酸酯酸酯有适度的亲水亲油平衡值，在化妆品中是一种多功能的乳化剂。

    六聚甘油单油酸酯与矿油混合是呈透明状的，涂抹在皮肤上易于被水冲洗掉。因此非常适用于以重油的基础化妆品和美容化妆品。

    十聚甘油双油酸酯能产生稳定的W/O乳液，它的四油酸酯在化妆品生产中亦是很有用的乳化剂；十聚甘油六油酸酯已用于保湿乳露；利用十聚甘油十油酸酯能制得无水美容化妆品，它亦可用于W/O护肤乳液、防晒油和其它抗水的防晒品、十聚甘油双硬脂酸酯有多功能乳化剂的性质；十聚甘油单硬脂酸酯由于其良好的滑爽性，曾被用于保湿手霜和体肤乳露，它与矿油能形成胶体，因此可降低油腻感和易被清洗掉；十聚甘油三油酸酯还被用于制作自身的乳化蜡。

    总起来看，以甘油为单体可衍生出多种多样的精细化工产品，用作化妆品生产的乳化剂、赋形剂、保湿剂和柔软剂等。但从我国目前状况而论，甘油品种单一，它的衍生物更是屈指可数，产品质量也有问题（除分子蒸镏的产品外），所以很不适应化妆品工业发展的需要。一些生产中高档化妆品用的原料如聚甘油酯都要依赖进口。

3）医药等其它行业

    在医药行业中，聚甘油酯可用于制药剂、药片和医药助剂、各种软膏制剂，胶囊等的乳化剂、渗透剂，分散剂和增溶剂，具有高的安全性、耐酸性、耐水解性和药理性相容性的特点。

    在纺织印染行业中，聚甘油酯可作为纤维柔软剂、织物匀染剂、抗静电剂，可以增加织物的润滑性和柔软性，并具有平滑和耐热等功能。

    在合成树脂和塑料加工中，大分子的聚甘油酯与PVC相容性极好，在PVC制品中可作为重要的润滑剂、增塑剂、无毒稳定剂和优良的抗静电剂等，在聚烯羟、合成橡胶工业或生产苯乙烯树脂中有广泛的应用。

    在农业化学品中，可作为农药杀虫剂的分散剂、乳化剂和土壤稳定剂等，在其它正在开发的应用领域，优良的非离子表面活性剂聚甘油酯也有它好的应用前景。

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